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设备使用多年以后,液压站还能正常工作,但电费越来越高,油温也经常偏高。特别是一些连续生产的设备,液压站即使没有执行动作,电机依然在运转,长期下来可能产生不少无效能耗。
老液压站是否值得做节能改造,不能只看设备使用年限,也不能只看液压泵和电机的功率。真正需要判断的是:系统有没有明显的无效能耗,改造以后能不能在满足原有工艺和安全要求的前提下,降低长期运行成本。
下面从实际工程角度,分析几种值得重点评估的情况。
这是节能改造中值得关注的一类工况。
有些设备采用定量泵供油,液压站的电机按照固定转速持续运行。
设备执行动作时,系统需要一定流量;但进入等待、保压或者动作间隔阶段以后,实际用油需求可能明显下降。
如果多余流量长期通过溢流阀返回油箱,液压功率就可能大量转化为热量。
这不仅增加电能消耗,还可能提高系统的冷却负担。
对于这种工况,需要先确认:
如果待机时间较长,而且系统存在明显的高压溢流损失,就值得进一步评估卸荷、变量控制或者伺服驱动等改造路线。
但不能直接认为换上伺服泵就一定节能。
具体采用什么方案,还要看响应要求、执行器状态以及待机时是否需要持续保持压力。
有些设备工作时,液压泵持续提供较大流量,但执行机构实际只需要其中一部分。
剩余流量通过压力控制回路返回油箱。
如果这种状态持续时间较长,系统就可能存在明显的节流和溢流损失。
需要注意,油温高不等于一定存在可以通过换泵消除的能源浪费。
油温升高还可能与冷却能力不足、油液污染、内部泄漏、机械阻力或者环境温度有关。
因此,应先确认热量主要来自哪里。
例如:
如果确认主要损失来自泵输出与实际流量需求不匹配,就可以进一步分析通过调整供油方式降低无效功耗的可行性。
如果根因是冷却器堵塞或者异常内泄,单纯更换伺服泵未必能够解决问题。
不少非标设备并不是一直以同样的压力和速度运行。
例如,一个工作循环可能包括:
等待下一次动作。
各阶段需要的压力、流量和持续时间可能不同。
如果原有液压站始终采用相对固定的供油方式,就需要分析其输出与实际需求之间有没有较大的差异。
对于这种工况,可以根据设备要求比较定量泵卸荷、变量泵、比例控制和伺服驱动等路线。
其中,变量泵可以通过改变排量调节输出;采用变速电机驱动的伺服泵系统,则可以通过调节转速改变供油量。
两种方式都可能用于降低特定工况下的无效能耗,但实际效果取决于原系统的控制形式、泵的效率特性和设备运行周期。
不能把普通变量泵理解成始终满流量输出,也不能认定所有伺服泵系统都具有相同的节能表现。
判断液压站节能改造有没有经济价值,还要考虑设备的实际使用频率。
假设两台设备采用相似的液压系统,一台每天运行时间较短,另一台长期连续生产。
即使两台设备通过改造能够降低相近的运行功率,长期累计的节电量也可能明显不同。
因此,评估改造收益时,不能只比较电机铭牌功率。
更应该记录:
不同生产负载下的耗电情况。
如果生产周期和产量存在明显波动,应采用具有代表性的运行数据,而不是选取某个瞬间的最低功率作为节能依据。
只有把改造前后的实际耗电量放到相同或可比较的工况下,才能判断节能效果。
有些液压站不仅能耗较高,还存在油温偏高、压力波动、阀件老化或者维护不方便等问题。
这种情况下,可以考虑把节能改造与系统升级放在一起评估。
但需要先区分两种情况。
如果设备原有液压系统的基本设计合理,只是局部元件磨损、过滤堵塞或者油液维护不到位,那么通过检修和恢复原有性能,可能已经能够解决主要问题。
如果原系统供油方式长期与实际工况不匹配,或者设备已经增加新的压力、速度和控制要求,则可以进一步考虑修改液压回路和控制方式。
节能升级不应该变成没有必要的整套更换。
改造范围应该与实际问题对应。
并不是所有老液压站都值得投入较大成本进行节能升级。
以下几种情况,需要谨慎评估。
这些情况下,局部维修、控制参数优化或者暂不改造,都可能是需要认真比较的路线。
为了避免只凭经验判断,建议先建立原系统的运行基线。
重点记录以下信息。
设备名称、执行器数量、动作顺序、工作负载、运行节拍以及每天运行时间。
记录不同动作阶段的压力、实际流量或可靠的流量估算依据,特别关注待机、保压和低速工作阶段。
使用适合现场电气条件的测量设备,记录液压动力单元在代表性生产周期内的实际电能消耗。
记录油温、环境温度、运行时间以及冷却系统工作状态。
记录动作速度、循环节拍、压力稳定性、保压和其他关键工艺指标。
包括设备采购、设计、安装、调试、停机以及后续维护等费用。
改造以后,需要在相同或具有可比性的生产条件下重新测量。
不能把产量下降、负载减小或者减少设备工作时间造成的耗电变化,直接当成液压系统节能效果。
针对装备制造企业的非标液压系统,大兰液压强调先从真实工况出发,再确定技术路线。
对于老系统节能改造,首先需要确认现有设备的动作、负载、压力、流量、工作制度和控制要求。
随后分析无效能耗主要来自持续溢流、待机损失、节流损失、内部泄漏,还是其他因素。
根据诊断结果,再比较局部回路优化、定量泵卸荷、变量控制、伺服驱动或者其他适合实际工况的升级方式。
改造方案不仅要考虑节电,还必须确认原有设备的压力、速度、节拍、保压以及安全要求能否得到满足。
涉及最终压力、功率、控制参数、安全回路和实际节能收益时,应结合具体项目进行计算和技术复核。
不一定。
如果原系统存在明显的待机高压溢流或供油与实际需求不匹配,采用变速控制可能具有节能空间。
如果原系统已经采用匹配良好的变量泵控制,或者运行工况长期稳定、无效损失较小,改造后的节能空间就需要重新测算。
不能只凭原有电机和新电机的额定功率判断节能比例。
不是。
油温高需要先排查系统损失、油液状态、冷却能力、元件泄漏和机械负载。
只有确认主要问题与原供油方式有关,才有依据进一步评估泵控方案调整。
老液压站值得进行节能改造的前提,不是设备已经用了多少年,而是系统存在可识别、可测量、能够通过合理技术路线减少的无效能耗。
对于长期待机、高压溢流、负载变化明显或者运行时间较长的设备,可以重点开展改造评估。
但最终是否实施,还必须同时考虑技术可行性、改造投资、设备性能、安全要求和长期维护成本。
先诊断,再测量,再设计,最后通过相同工况下的数据验证结果,才能把节能改造从一个概念变成真正有依据的工程项目。
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——大兰液压